Od momentu swojego powstania stetoskop budził kontrowersje. Wiele dziesięcioleci musiał walczyć o uznanie zarówno wśród lekarzy, jak i przerażonych pacjentów, którym kojarzył się z chirurgicznym narzędziem do zadawania bólu. Musiał znosić prześmiewcze piosenki i płomienne mowy dyskredytujące jego zasługi dla zdrowia. Nieustanne modyfikacje sprawiły, że ostatecznie stał się symbolem lekarskiego profesjonalizmu. A teraz wykonuje kolejny krok w rozwoju: próbuje odciążyć lekarzy i samemu rozpoznaje zapalenie płuc u dzieci. I robi to z 87% skutecznością.
STETOSKOP SKRACA DYSTANS
Działanie stetoskopu jest niezwykle proste. Dwustronna głowica, z jednej strony zakończoną membraną, a z drugiej otwartym lejkiem, przenosi fale akustyczne z powierzchni klatki piersiowej prosto do kanału słuchowego badającego. Tak samo prosta jest historia jego powstania.
200 lat temu miał skrócić dystans między pacjentem a jego lekarzem, który był wyrazem wzajemnego szacunku. Schorowane ciało budziło zażenowanie. Wykształceni dżentelmeni z wyższych klas społecznych nie mogli narażać swojego dobrego imienia, bliskim kontaktem ze swoim pacjentem. Wielu nie potrafiło przełknąć dumy, żeby przyłożyć ucho do klatki piersiowej. A co jeśli ten dodatkowo okazywał się młodą kobietą?
W 1816 roku z problemem poradził sobie doktor Rene Laënnec, który do klatki piersiowej pacjentki z objawami choroby serca, przyłożył zwinięty w lejek plik kartek papieru. Zainspirowany głośnym biciem, które tak wyraźnie usłyszał, pracował tak wytrwale nad udoskonaleniem swojego wynalazku, aż po 3 latach mógł opisać wszystkie wnioski w dziele: „De l’auscultation médiate ou Traité du Diagnostic des Maladies des Poumons et du Coeur”. Pierwszy pokazany światu stetoskop był drewnianą, pustą w środku rurką, o głuchości 25 cm przypominającą kształtem lejek. Szerszą stronę przykładało się do pacjenta, a wąski koniec wkładało do ucha.
STETOSKOP PRZECHODZI LIFTING
Pomimo tego, że stetoskop był idealnym narzędziem, żeby pogodzić pruderyjne wymagania towarzyskie z lekarską potrzebą zbadania chorego, środowisko i tak miało problem z akceptacją nowego instrumentu. Wielu z lekarzy próbowało przekonywać, że wcale nie jest bardziej skuteczny niż osłuchiwanie nagim uchem, a obraz poważanego medyka przykładającego do ucha długą rurkę wydawał się absurdalnie zabawny i naruszał zasady etyki zawodu.
Namowa do porzucenia stetoskopu na szczęście nie przekonała wszystkich. Kolejni lekarze pracowali nad projektem, dodając od siebie następne udoskonalenia. Doktor Williams w 1829 roku wykorzystał dwa wykrzywione ołowiane przewody, tworząc pierwszy stetoskop dwuuszny. W późniejszych latach ołów próbowano zastąpić miedzią i jedwabnym płótnem pokrytym kauczukiem.
CZY TO CIĄGLE STETOSKOP?
Najbardziej fascynującą odsłonę stetoskopu zaproponował Aydon Smith w 1884 roku. Jego praca miała nie tylko pogodzić zwolenników stetoskopów jednousznych i dwuusznych, ale także stać się ostatecznym narzędziem zastępującym wszystkie inne pomoce lekarza. W zamyśle pełniła funkcję otoskopu, cewnika, sondy doprzełykowej, młotka neurologicznego i opaski zaciskającej. Ta uniwersalność nie okazała się jednak kluczem do sukcesu i urządzenie szybko odeszło w niepamięć.
Stetoskop w dzisiaj rozpoznawanej formie przedstawił światu w 1856 roku George Cammann udoskonalając istniejące projekty o wykonane z kości słoniowej oliwki. Umieszczone na zakończeniach słuchawek, nie tylko zwiększały komfort użytkowania, lecz także poprawiały jakość dźwięku, tłumiąc rozpraszające odgłosy otoczenia. Ostatni kluczowy element dodał kardiolog Littman w 1961. Była to membrana akustyczna wzmacniająca dźwięki.
WKRACZA W XXI WIEK
Stetoskop stał się lekki, wytrzymały i wygodny. Następnym wyzwaniem było wzmocnienie dźwięku i poprawa jego jakości. Próbując unowocześnić projekt, sięgnięto po elektroniczne podzespoły, które, w uproszczeniu, przekształcają fale akustyczne na sygnały elektryczne.
Pierwszą wersją było zastąpienie głowicy mikrofonem. Szybko okazało się, że to rozwiązanie nie sprawdza się w warunkach szpitalnych – mikrofon rejestrował zbyt wiele dźwięków otoczenia, sprawiając, że prawidłowe wysłuchanie szmerów oddechowych było prawie niemożliwe. Kolejne, bardziej precyzyjne rozwiązania obejmują umieszczenie kryształu piezoelektrycznego przy membranie i zastąpienie standardowej membrany wersją pokrytą od środka przewodnikiem. Reaguje on na zbliżające się do jego powierzchni fale akustyczne i drżenia, powodując zmiany ciśnienia powietrza w kanale stetoskopu.
Usprawnienia, które przyniosły stetoskopy elektroniczne, w zderzeniu z codzienną praktyką lekarską okazały się jedynie zmianami kosmetycznymi. Wprawdzie celem było wzmocnienie szmerów oddechowych i wytłumienie artefaktów dźwiękowych z otoczenia, ale po drodze utracono prostotę osłuchiwania. Ze względu na swoją niezwykle wysoką cenę, stetoskopy te nie zdobyły większej popularności.
Pozytywny wpływ elektronicznych stetoskopów widać jednak na nieoczekiwanym polu. Możliwość nagrania słyszanych dźwięków i przesyłanie ich na odległość otworzyła pole dla telemedycyny, a także przysłużyła się edukacji kolejnych pokoleń lekarzy.
STETOSKOP ROZPOZNAJE ZAPALENIE PŁUC
W miejscowej przychodni w Malawi małych pacjentów wymagających pilnego badania czeka cała kolejka. Podejrzewa się u nich zapalenie płuc, ale by to sprawdzić, wymagają szybkiej diagnostyki. Głośny płacz małego dziecka, krzyki pacjentów domagających się natychmiastowej uwagi, odgłos butów biegnącego po korytarzu personelu – kiedy lekarz przykłada słuchawkę stetoskopu do klatki piersiowej, hałas dookoła nie cichnie. W takich warunkach przeprowadzenie prawidłowego badania jest prawie niemożliwe, a dostęp do RTG ograniczony.
Dla Jamesa Westa z Uniwersytetu Johna Hopkinsa, wysiłki kolegów, żeby pokonać zapalenie płuc w krajach rozwijających się, stały się inspiracją do wprowadzenia kolejnego udoskonalenia. Wraz z multidyscyplinarnym zespołem stworzył inteligentny stetoskop, który sam potrafi rozpoznać zapalenie płuc. W swoim urządzeniu połączył cyfrowy system wykrywania dźwięku z systemem aktywnej redukcji hałasu. Wykorzystana sztuczna inteligencja potrafi rozpoznać przekazywane przez głowicę dźwięki, eliminując zakłócenia z otoczenia i wzmacniając świsty oraz trzeszczenia płucne.
Zaproponowany algorytm potrafi także rozpoznać inne odgłosy wydawane przez ciało jak np. bicie serca i wyciszyć je. Na zamontowanym na głowicy ekranie LED pojawia się proponowana przez system diagnoza. Aby nauczyć aplikację rozpoznawać zapalenie płuc, zespół wykorzystał nagrania ok. 1500 pacjentów z różnych krajów. Dzięki temu potrafi ona wyłapać chore osoby z 87% skutecznością. Urządzenie sprawdza się nawet w hałasie o natężeniu 70 Db., czyli takim, jaki wytwarza samochód osobowy.
Badacze z Uniwersytetu Johna Hopkinsa w następnym etapie swojej pracy chcą nauczyć aplikację, aby potrafiła rozpoznawać kolejne choroby płuc i serca. Ich stetoskop jest zwieńczeniem dwóch wieków pracy lekarzy, którym zależało na zmniejszeniu dystansu do pacjenta i usprawnieniu badania fizykalnego. Medycyna potrzebuje prostych, ale skutecznych rozwiązań, żeby nieść pomoc chorym, nie zważając na krytykę sceptyków.
LITERATURA:
- Eliza Strickland, From the Segregated South to Bell Labs to the AI Frontier, Legendary inventor James West is trying to save lives with a smart stethoscope
- Mounya Elhilali and James E. West, A Smart Stethoscope Puts AI in Medics’ Ears
- Kenneth Mangion, The stethoscope, Malta Medical Journal, Volume 19 June 2007
- Nathan Belofsky, Jak dawniej leczono, czyli plomby z mchu i inne historie, Wydawnicwto RM, Warszawa 2014
